איך נקראים איברי הרבייה של הצמחים? רבייה מינית של צמחים

הפעילות החיונית של אורגניזם חי בלתי אפשרית ללא רבייה. באמצעות רבייה, עלייה במספר הפרטים ב צוֹמֵחַ. ישנן שלוש דרכים לרביית צמחים - צומח, א-מיני ומינית.
רבייה מיניתשונה מהותית מצמחים וא-מיניים. התהליך המיני בעולם הצומח מגוון ביותר ולעיתים מורכב מאוד, אך מסתכם בעיקרו בהתמזגות של שני תאי מין (גמטות) - זכר ונקבה.

גמטות מתרחשות בתאים מסוימים או באיברים מסוימים של צמחים. במקרים מסוימים, הגמטות זהות בגודלן ובצורתן, ושניהם תנועתיים עקב נוכחות דגלים (איזוגמיה); לפעמים הם שונים במקצת זה מזה בגודלם (הרוגמיה). אבל לעתים קרובות יותר - עם מה שנקרא oogamy - גדלי הגמטות שונים בתכלית: הגמטה הזכרית, הנקראת זרע, היא קטנה, ניידת, והנקבה - הביצית - חסרת תנועה וגדולה.
תהליך איחוי הגמטות נקרא הפריה. לגמטות יש קבוצה אחת של כרומוזומים בגרעין, ובתא שנוצר לאחר היתוך גמטות, הנקרא זיגוטה, מספר הכרומוזומים מכפיל את עצמו. הזיגוטה נובטת ומולידה צמח חדש.

התהליך המיני מתרחש בצמחים זמן מסוייםובשלב מסוים של התפתחותו, שבמהלכו הצמח יכול גם להתרבות ו באופן א-מיני(עם היווצרות נבגים), ובאופן וגטטיבי.
רבייה מינית התעוררה בעולם הצומח בתהליך האבולוציה.

רבייה מינית של צמחים (רבייה על ידי זרעים) משמשת בגננות בעת גידול שורשי שורש (שתילים), לעתים רחוקות בעת ריבוי כמה פירות אבן (משמש, אפרסק, לפעמים דובדבן) ובקנה מידה גדול כאשר מגדלים זנים חדשים על ידי הצלבה.

הפריה מתרחשת בפרח הצמח. פרחים מופיעים כאשר הצמח מפותח מספיק ומגיע לתקופת חיים מסוימת. פרח הוא נצר עם פנימיות מקוצרות, שעליו התחלפו והפכו לחלקים נפרדים של הפרח המחוברים לכלי הקיבול, שהוא גבעול מקוצר. לפרח יש בדרך כלל pedicel, כלומר החלק התחתוןבריחה של פרחים.

לצמחי זרעים, אופייני שמגה-ספורות, הנוצרות בזה אחר זה במגה-ספורנגיה, נשארות איתם על צמח האם; נביטה של ​​מגה ספורות, התפתחות של גמטופיט נקבי, הפריה על ידי גמטות זכריות המתפתחות במיקרו ספורה נובטת, מועברת בדרך זו או אחרת למגה ספפורנגיה או לעלה המייצר אותה - מגה ספורופיל. מיד לאחר ההפריה מתחילה ההתפתחות מהזיגוטה של ​​צמח חדש, הספורופיט, ובניגוד לשרכים ואחרים, המגאספורנגיה המשומרת והמתוקנת הופכת לזרע המכיל את העובר ועתודות התזונה להמשך התפתחותה. זרע זה, לאחר שנפרד מצמח האם, ברובו, לאחר תקופה מסוימת של מנוחה (הפסקה בהתפתחות), נובט לצמח חדש. לפיזור, הפצה, צמחים משמשים, לכן, לא נבגים, כמו בטיפוס צמחי נבגים, וזרעים; רבייה א-מיניתאין מחלוקת, חילופי הדורות אינם מתבטאים בבירור ומתגלים רק במחקרים מורפולוגיים וציטולוגיים השוואתיים.

ספורופילים אנגיוספריםצפוף בקצוות הנצרים וברוב המקרים מוקף בעלים אפיקיים עדיין מטמורפוזים, יוצרים יחד איתם פרח; אנו יכולים לאפיין אותו כנצר קצר, שעליו עוברים מטמורפוזה בקשר עם רבייה מינית המתרחשת כאן בפרח. ספורופילים מתבדלים בחדות למיקרו-ספורופילים המייצרים מיקרו-ספורים ומגה-ספורופילים המייצרים מגה-ספורות; בהיכרות שטחית, נראה שהם מבצעים פונקציות מיניות. עקב דעיכת חילופי הדורות והפחתה החזקה של גמטופיטים שאינם מנהלים אורח חיים עצמאי, מסתבר שהצמח עצמו, הספורופיט, מתרבה מינית. לכן, לעתים קרובות, אך באופן לא מדויק, פרח נקרא איבר רבייה מינית של צמחים, מיקרוספורופילים - איברי מין זכריים, מגאספורופילים - איברי מין נשיים. מבחינת מורפולוגיה השוואתית והומלוגציה חלקים נפרדיםפרח זה לא בסדר.

הטרמינולוגיה של החלקים הבודדים של הפרח פותחה בתקופה שבה ההומלוגציה של חלקי הפרחים עם האיברים התואמים של צמחי נבגים גבוהים לא באה בחשבון (לראשונה הומלוגציה כזו בוצעה בעבודותיו של הגרמני המצטיין הבוטנאי הופמייסטר בשנות ה-50 של המאה הקודמת). לכן, חלקים מהפרח קיבלו שמות מיוחדים, שנשמרים על ידי הרגל ובזמן הנוכחי. Microsporophylls נקראים אבקנים, microsporangia הם קני אבקה, microspores הם חלקיקי אבק, megasporophylls הם carpels, megasporangium הוא ביצית, והצמח הנשי הוא שק עוברי. העלים הקודקודים, היכן שהם מקיפים את הספורופילים, נקראים פריאנט, מחולקים בצמחים רבים לגביע חיצוני, בדרך כלל ירוק, ולקורולה פנימית, בדרך כלל גדולה יותר ובצבע שונה.

רבייה מינית של אנגיוספרים

נביטה של ​​אבקה. האבקה שמבשילה באנתרים נראית כמו גרגירים זעירים. לכן, הוא קיבל את השם - גרגר אבקה. לאחר על הסטיגמה של הפיסטיל, גרגר האבקה מתחיל לנבוט ויוצר צינור ארוך - צינור האבקה.

בהדרגה, הצינור עובר בין תאי הסטיגמה, בסגנון ומגיע לביצית.

בניגוד לאבקה של צמחים מואבקי חרקים, שיש להם מגוון של קוצים וצמחים, האבקה של צמחים מואבקי רוח היא קטנה, קלה וחלקה. איך הוא נשאר על הסטיגמה של העמוד ולא יתעופף ברוח, לא נזרק על ידי חרקים שמתרוצצים בפרח? מסתבר שהסטיגמה של העלי מפרישה חומר דביק וסוכרי שגורם לאבקה להידבק לעלי. כמו כן, מאמינים שהפיסטיל מפריש חומר מסוים הספציפי לאבקה של זן צמחי נתון ומונע התפתחות אבקה זרה.

לא רק שהאבקה משפיעה על נביטת האבקה, אלא שהאבקה משפיעה גם על הביסל. האבקה הנובטת משחררת גם חומרים מיוחדים הגורמים לשחלה ולחלקים אחרים של הפרח לגדול לפרי. לכן, בצמחים רבים, צמיחת הפירות טובה יותר, ככל שהאבקה עולה על הסטיגמה.

מבנה הביצית וההפריה. אז, בשחלה של הפיתול יש ביוץ אחד או יותר. בחוץ, הביצית מוקפת בכיסויים שאינם נסגרים במקום אחד, ויוצרים כניסה לאבקה. בתוך הביצית נמצא שק העובר, המכיל מספר תאים. רוב חֲשִׁיבוּתיש תא מרכזי וביצית.

תאי מין נקראים גמטות. בהתאם לכך, הביצית היא הגמטה הנשית, והזרע הוא הגמטה הזכרית.

כאשר צינור האבקה חודר לשק העובר דרך מעבר האבקה, אחד מהזרעונים מתמזג עם הביצית. ההתמזגות של שני תאי מין - הביצית והזרע - נקראת הפריה. כתוצאה מהפריה נוצרת זיגוטה (מהזיגוטה היוונית - מזווגת). הזרע השני מתמזג עם התא המרכזי. מסתבר ששני זרעונים זהים מתמזגים עם שניים לחלוטין תאים שונים. תהליך זה מתרחש רק בצמחים פורחים. המדען הרוסי S. G. Navashin גילה, תיאר והסביר את התהליך הזה. הוא קרא לזה הפריה כפולה.

היווצרות זרע ופירות. לאחר ההפריה, הזיגוטה מתחלקת פעמים רבות ויוצרת עובר. בעובר ניתן להבחין בבירור בין השורש העוברי, הגזע העוברי והניצן (יורה). אם היו הרבה ביציות בשחלה, אז יהיו הרבה זרעים בפרי.

במקביל להיווצרות זרעים צומח גם דופן השחלה. נוצר ממנו פרי, או ליתר דיוק, דפנות העובר - הפריקארפ. בפרחים עם מספר כדורים, השחלות של כל עמוד גדלות. הם יכולים להישאר חופשיים, או שהם יכולים לגדול יחד. בצמחים רבים, חלקים אחרים של הפרח (תפוח, תות) משתתפים גם הם ביצירת פירות.

התא המרכזי, לאחר שהתמזג עם הזרע, מתחלק גם הוא פעמים רבות ויוצר את האנדוספרם. האנדוספרם הוא רקמה מיוחדת בתאים שבה מצטברות עתודות הרכיבים התזונתיים הנחוצים להתפתחות העובר. ממכלול הביצית נוצרת שכבת זרע המגינה על העובר מפני השפעות חיצוניות.

בחלק מהזרעים ניתן להבחין גם בשמן של אבקה שנכנסת לביצית. לשם כך אפשר להשרות את זרעי השעועית, וכשהוא מתנפח ללחוץ קלות עם האצבעות. טיפת מים תופיע מתוך חור קטן. כאן היה מוצא האבקה.



1. מהי רבייה?

רבייה של אורגניזמים היא תהליך רבייה מסוגם, המבטיח את המשכיות והמשכיות החיים. תכונה זו אופיינית רק לאורגניזמים חיים, ובכך הם שונים באופן מהותי מהטבע הדומם.

2. אילו שיטות רבייה נמצאות בצמחים?

צמחים מתרבים גם באופן א-מיני וגם מיני.

3. איזה סוג של רבייה נקרא מיני?

סוג זה של רבייה נקרא מיני, שבו מתמזגים הגמטות של האורגניזמים הזכריים והנקביים.

4. כיצד מתרחשת רבייה מינית בכלמידומונס?

בסתיו, בתחילתו תנאים הכרחיים, התוכן של תא האם מתחלק ויוצר 8-32 תאים גמטים. לאחר שפרצו את הקליפה, הם יוצאים החוצה, שם הם מתמזגים בזוגות עם הגמטות של פרטים אחרים. כאשר שתי גמטות מתמזגות, נוצרת זיגוטה המכוסה קליפה צפופהובמצב זה שורד את החורף. עם תחילת החום, תוכנו מתחלק ויוצר ארבע כלמידומונאות. הם יוצאים החוצה ומתחילים לנהל אורח חיים עצמאי.

5. כיצד spirogyra מתרבה מינית?

גוף הספירוגירה הוא חוט ארוך ובלתי מסועף של שורה אחת של תאים. בסתיו, שני חוטים מקבילים עטופים בריר. בתאים הממוקמים זה מול זה, נוצרים יציאות-גשרים, הקונכיות בקצות הצמחים מתמוססים. התוכן של תא אחד זורם לתוך אחר, הגרעינים שלהם מתמזגים - הפריה מתרחשת. הזיגוטה שנוצרה יוצרת קליפה חזקה ועבה. מחכה בחוץ תנאים לא נוחים, הזיגוטה נובטת ומולידה גדיל אחד חדש של ספירוגירה.

6. איך טחבים מתרבים?

7. אילו תנאים נחוצים לרבייה מינית של טחבים?

בטחבים מתבטאת בבירור ההחלפה בין רבייה א-מינית ומינית. שקול תופעה זו באמצעות הדוגמה של צמח דו ביתי - פשתן קוקיה אזוב. אזוב גדל בצמחים צפופים המורכבים מצמחים זכרים ונקבות. בקיץ בולטות דגימות זכרים עם צמרות אדומות-צהובות, שבין העלים שלהן מתפתחים איברי מין זכריים, ובהם - זרעונים ניידים.

על צמחים נקבים נוצרים איברי רבייה נשיים, שבהם מתפתחות ביצים.

בדרך כלל, צמחים זכר ונקבה גדלים זה לצד זה, אז עם מים - זה יכול להיות מי טל או גשם - זרעונים נופלים בקלות על צמחים נקבים, ולאחר מכן לביצים. כאן הם מתמזגים, מתרחשת הפריה, נוצרת זיגוטה. רבייה מינית בלתי אפשרית ללא מים!

עַל שנה הבאהעַל צמח נקבהקופסה עם נבגים מתפתחת מהזיגוטה (רבייה א-מינית). מוציאים קופסאות מעל צמחים בעזרת רגל ארוכה. כאשר הנבגים מתבגרים, התרמיל משתחרר מהכובע במזג אוויר יבש, והנבגים מתפזרים ברוח. ברגע שהם על אדמה לחה, הם נובטים, ויוצרים חוט ירוק דק עם ניצנים שמהם מתפתחים נבטי אזוב.

8. היכן מתפתחים זרעונים בצמחים פורחים?

בצמחים פורחים, תאי מין זכריים - זרע מתפתח בגרגרי אבקה.

9. מהו צינור אבקה?

בהנבטה, גרגר האבקה יוצר צינור אבקה - תעלה שצומחת, נעה לאורך הסגנון עד לשחלה. דרך צינור האבקה, שני זרעונים נכנסים לשחלה לתוך שק העובר.

10. איפה הביצה בצמחים פורחים?

בצמחים פורחים מתפתחים תאי הנבט הנקביים - הביצים - בשק העובר, שנמצא בביצית שבתוך השחלה.

11 איך עובדת הפריה כפולה?

צינור האבקה גדל עד הביצית וחודר דרך כניסת האבקה שק עוברים. הוא מורכב ממספר תאים. מי שקרובה יותר לכניסת האבקה היא הביצה. אחד מהזרעונים מתמזג עם הביצית ויוצר זיגוטה, והשני עם התא המרכזי כביכול שנמצא במרכז שק העובר. כך, בצמחים פורחים, שני זרעונים מעורבים בהפריה, ולכן ההפריה שלהם נקראת כפולה.

12. מאיזה תא נוצר האנדוספרם?

האנדוספרם נוצר מ תא מרכזיהתמזג עם אחד מהזרעונים.

הוא מאחסן חומרים מזינים.

13. ממה נוצרת קליפת הזרעים?

קליפת הזרע נוצרת ממכלול הביצית.

14. כיצד נוצר נבט של זרע?

כתוצאה מהתמזגות הביצית עם אחד משני הזרעונים שנפלו לתוך שק העובר לאחר ההאבקה, נוצרת זיגוטה. הוא מתחלק פעמים רבות ויוצר נבט זרע.

15. מהי האבקה?

האבקה היא העברת אבקנים מהאבקנים לסטיגמה של הפיסטיל. בהאבקה עצמית, אבקה מועברת מהאבקן אל העמוד של אותו פרח. חיטה, אורז, שיבולת שועל, אפונה הם צמחים מאביקים את עצמם. בהאבקה צולבת, האבקה מהאבקנים מועברת לסטיגמה של העמוד של פרח צמח אחר. הבדיל בין צמחים מואבקי חרקים וצמחים מואבקי רוח. לצמחים מואבקים חרקים יש יופי, פרחים בהיריםאו פרחים קטנים שנאספו בתפרחת. בדרך כלל הם עשירים בצוף, אבקה, יש להם ריח נעים.

בצמחים המואבקים ברוח, הפרחים קטנים, לא בולטים, נאספים בתפרחת. האבקה שלהם יבשה, עדינה, קלה. בעזרת הרוח מאביקים צפצפה, אלמון, אלון, שיפון.

עמוד 29 מתוך 48

סוגי רבייה של צמחים.

רבייה א-מינית ומינית של צמחים

רבייה של צמחים. אחת התכונות המחייבות של אורגניזמים חיים היא רבייה של צאצאים (רבייה). רבייה קשורה ליישוב מחדש של צמחים לאחר מכן. לפי V.I. Vernadsky, רבייה ויישוב מחדש, כלומר. התפשטות החיים היא החשובה ביותר גורם ביולוגיהכוכב שלנו. במהלך הרבייה, מספר הפרטים ממין זה עולה. המונח "רבייה" משקף את הצד האיכותי. לעיתים ניתן להפחית את מספר הפרטים כתוצאה מהרבייה (דיאטומים).

רבייה כתכונה של חומר חי, כלומר. היכולת של פרט אחד להוליד סוג משלו הייתה קיימת בשלבים הראשונים של התפתחותו. התפתחות החיים הלכה במקביל לאבולוציה של דרכי הרבייה.

ניתן לחלק צורות של רבייה צמחית לשני סוגים: א-מיני ומינית.

למעשה רבייה א-מינית מתבצעת בעזרת תאים מיוחדים - נבגים. הם נוצרים באיברים של רבייה א-מינית - ספורנגיה כתוצאה מחלוקה מיטוטית. הנבג, במהלך נביטתו, מתרבה פרט חדש, בדומה לאם, למעט נבגים של צמחי זרע, בהם איבד הנבג את תפקיד הרבייה וההתיישבות.

רבייה א-מינית מתבצעת ללא השתתפות של תאי נבט, בעזרת נבגים הנוצרים באיברים מיוחדים - ספורנגיה או זווספורנגיה. בתוך הספורנגיום מתרחשת חלוקת הפחתה ונבגים חד-תאיים, או זווספורים (עם דגלים), נשפכים החוצה. רוֹב צמחים נמוכים יותרמתרבה על ידי נבגים (אצות), מנבגים גבוהים יותר - בריופיטים, ליקופסידים, זנב סוס, שרכים.

רבייה של צמחים בעזרת איברים וגטטיביים (חלק מנורה, עלה, שורש) או חלוקה של אצות חד-תאיות לשניים וכו'. נקרא וגטטיבי. זה נמצא בשימוש נרחב ב חַקלָאוּת, במיוחד בעת ריבוי חומר זני, שבו יש צורך לשמר את המאפיינים האימהיים של הזן. אז, יבולים רבים מתרבים היטב בעזרת ייחורים צבועים וירוקים (אשחר ים, עשב לימון, אקטינידיה, דומדמניות שחורות וכו'), עצי פרי אחרים (תפוח, אגס, דובדבן, משמש וכו') - על ידי השתלת ייחורים זניים לתוך כתר שתילי הבר. צמחים בולבוסים מופצים על ידי נורות (צבעונים, יקינתונים, גלדיולי וכו'); צמחים עשבוניים רב-שנתיים רבים גדלים עם קני שורש (שושן העמקים, קופנה, תורמוס רב שנתי, אספרגוס וכו'), פקעות שורש (דליות, ארטישוק ירושלמי וכו'). חלק מהצמחים מתרבים בעזרת זרעים (חומן, אשחר ים, פטל מצוי וכו') או שכבות (תות, דומדמניות וכו').

רבייה מינית מתבצעת על ידי תאי מין מיוחדים - גמטות. גמטות נוצרות כתוצאה ממיוזה, הן זכר ונקבה. כתוצאה מההתמזגות שלהם, מופיעה זיגוטה, ממנה היא מתפתחת לאחר מכן אורגניזם חדש. צמחים שונים בסוגי הגמטות. כמה אורגניזם חד תאיבתקופה מסוימת מתפקד כגמטה. אורגניזמים מגוונים (גמטות) מתמזגים. תהליך מיני זה נקרא הולוגמיה. אם הגמטות הזכריות והנקבות דומות מורפולוגית, ניידות, אלו הם איזוגמטים, והתהליך המיני נקרא איזוגמיה. אם הגמטה הנשית קצת יותר גדולה ופחות ניידת מהגמטה הזכרית, אז אלו הם הטרוגמטים, והתהליך המיני נקרא הטרוגמיה. אוגמיה מושלמת יותר במונחים אבולוציוניים, שבה הגמטות הנשיות גדולות למדי וחסרות תנועה, והגמטות הזכריות קטנות וניידות. גמטה נשיתנקראת ביצה, והגמטנגיה שבה נוצרת הביצה נקראת אוגוניום בצמחים נמוכים יותר (אצות), וארכיגוניום בצמחים גבוהים יותר. גמטות זכריות- זרעונים - יש דגלים.

ברוב צמחי הזרע, הגמטות הזכריות איבדו את הדגל שלהן ונקראות spermatozoa. הגמטנגיה שבה מיוצרים זרעונים נקראים אנתרידיה.

לרוב הצמחים יש את כל שיטות הרבייה, אולם עבור אצות רבות, צמחי נבגים וזרעים גבוהים, אופייני לסירוגין בין סוגי רבייה א-מיניים ומיניים. על הדור הא-מיני בספורופיט, או דיפלוביונט, כתוצאה מהבשלת נבגים, ולאחר מכן חלוקת הפחתהנוצרים נבגים, ובדור המיני - הגמטופיט - גמטות נקבות וזכריות, אשר, כאשר מתמזגים, יוצרים זיגוטה. שוב יצמח ממנו ספורופיט, כלומר. חילופי דורות מתרחשים עם השינוי של שלבים גרעיניים.

חילופי שלבי התפתחות. התחלופה של שלבי התפתחות שונים קבוצות שיטתיותצמחים. הצליח לברר דפוס כללי: sporophyte מתפתח טוב יותר והופך עצמאי; להיפך, הגמטופאז מופחת יותר ויותר ומאבד לחלוטין את עצמאותו ותלוי בספורופיט (גימנוספרמים ואנגיוספרמים). באבולוציה של הרבייה המינית הייתה להפחתת הגמטופיט משמעות מתקדמת, שהובילה להיווצרות יסודות חדשים של רבייה והפצה - זרעים ופירות.

מחזור ההתפתחות הפרימיטיבי ביותר בטחבים. רק ביניהם צמחים גבוהים יותרניתן לראות גמטופיט עצמאי מפותח היטב.

בטחבי מועדונים, זנב סוס, שרכים, הספורופיט שולט בתוחלת החיים, והגמטופיט מיוצג על ידי תלוס (צמיחה).

בצמחים אלה, התהליך המיני והגמטופאז משמשים להתרבות הספורופאז, והספורופאז, אם כי לא לאורך זמן, עדיין תלוי בגמטופאז.

הסתגלות רבה יותר לתנאי הקיום היבשתי קשורה למחזור החיים של הג'מנוספרמים והאנגיוספרמים. ספֵּצִיפִיוּת מעגל החייםהגימנוספרמים מתבטאים במבנה הביצית והפיכתה לזרע. המגה-ספורה של צמחים אלה איבדה לחלוטין את הפונקציה של נבט הרבייה וההפצה. גמטופיט זכר (אבקה) בהיעדר סביבה מימיתמקבל משמעות חדשה: בעזרת צינור אבקה הוא מעביר גמטות לביצה. גמטות זכריות - זרע - אינן תנועתיות. לפיכך, שינוי הדורות של הספורופיט והגמטופיט בג'מנוספרמים שונה באופן משמעותי מקבוצות הצמחים הקודמות, שכן הדור המיני - הגמטופיט הזכרי (גרגר אבקה) והגמטופיט הנקבי (אנדוספרם ראשוני) - במצב מופחת משמעותית סגור. ברקמות הספורופיט ותלוי בו לחלוטין. .

מחזור החיים של אנגיוספרים שונה באופן משמעותי ממחזור החיים של קבוצות צמחים קודמות. הגמטופיט הנשי של האנגיוספרמים מופחת חזק יותר מהגמטופיט של הגמנוספרמים. זהו שק העובר. ארכיגוניה נעדרים. ההפריה כפולה (זרע אחד מפרה את הביצית, השני - הגרעין המשני של שק העובר). האנדוספרם טריפלואידי.

כך, באנגיוספרמים, למרות שיש חילופי דורות - ספורופיטים וגמטופיטים, לעומת זאת, הגמטופיטים הזכרים והנקבים מצטמצמים עוד יותר - לכמה תאים הממוקמים ברקמות הפרח הספורופיט. הספורופיט הוא העצים, השיחים והצמחים הרגילים המוכרים לנו היטב.